[实用新型]有载分接开关电流在线监测一体化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变压器有载分接开关监测装置，对有载分接开关切换电流进行在线监测。属于电力装置技术领域。

背景技术

有载调压变压器，是电力系统变电站中非常重要的输配电设备，它通过有载调压分接开关(On-load Tap Changer，OLTC)的逐级动作，在没有断电的情况下进行电压调整，实现对高压输配电电网的有载调压，使工业供电和居民供电的系统电压保持稳定。这种调压措施，调压范围大，投资少，效果好，调压范围一般为15%及以上。调压速度快，同时又随时可调，分接开关可以手动控制，也能远程自动控制，方便实现自动化。有载调压变压器在电力系统中发挥了联络电网、调节有功与无功潮流以及稳定负荷中心电压的重要作用，在电网中得到了愈加广泛的应用，通常在高压输电变压器上和重要负载的配电变压器上均实行有载调压。

有载分接开关是有载调压变压器中唯一的可动部件，也是关键部件之一。有载分接开关的制造质量和运行、检修技术水平直接关系到有载调压变压器的运行安全。随着有载调压变压器在电网应用的增多，有载分接开关的故障也在增加。因此，鉴于有载分接开关具有动作频繁和故障率高的特点，研究OLTC的状态监测技术以实现设备维修的合理化、规范化、科学化，适应国民经济发展对电力高质量、高可靠性要求的新形势，具有十分重要的现实意义。

针对OLTC的运行检修技术，目前国内外仍主要采用离线的定期维修方式，在线监测和诊断系统在生产实际中的应用还非常少见。在学术研究领域，OLTC的在线监测和故障诊断技术研究起步于20世纪90年代，现仍在发展当中。迄今为止，采用一体化设计安装于OLTC内部的在线监测系统的研究成果，尚未见诸文献报道。

根据目前的应用经验和实验研究结果，用于表征OTLC运行状态的物理量包括开关动作产生的机械振动、驱动电机旋转角度、驱动电机电流、电动机构负载扭矩、开关本体热噪声、切换触头间电压波形、电磁射频信号、油色谱分析等等。常见的有载分接开关故障检测方法有：

1、振动事件检测：

OTLC切换操作过程中伴随着一系列的振动事件，其中含有丰富的机械状态信息和振动指纹，因此对振动信号的分析和处理是OTLC状态监测和故障诊断的重要手段，如专利《201210285730.1一种有载分接开关震动检测装置》和《201120071054.9一种变压器有载分接开关的振动测量系统》但振动信号在传播中会发生折、反射现象，而且不同频率的振动信号其传播速度也各不相同，因此实际监测到的振动信号可能己经发生畸变。不同现场环境振动情况不同，其检测存在较大差异，不便于统计规律和研究算法。

2、触头温度检测：

OLTC许多故障表现为局部过热现象，如开关关合不到位或触头接触不良，使接触电阻增大，触头温度急剧升高，形成恶性循环以致引发严重故障。针对触头温度进行直接测量，利用光纤光栅温度传感器测温，采用光信号进行测量和传输，完成对温度的测量，也实现检测的电气隔离。如专利《200920230767.8基于光纤光栅温度测量的有载分接开关触头故障诊断装置》使用光栅技术来监测触电温度。该方案能直接监测温度，但一般是触头已经出故障，且发热现象明显时，才能准确判断，其故障检测不是很及时。

3、机械特性监测：

采集有载分接开关机械振动信号、传动轴转速信号、驱动电机电流信号等，根据采集数据进行综合判断，从而判断有载分接开关的机械故障，如专利《201110286384.4电力变压器有载分接开关机械特性在线监测装置》。此方式能够比较及时地发现有载分接开关机械故障，但仅限于对有载分接开关特点的机械故障进行监测，并不能检测触头接触等电气故障。该方式不能进行全面监测以分析有载分接开关运行状态。

4、综合变量监测：

对有载分接开关的机械特性、震动特性、控制电机工作电流波形等综合监测数据进行分析，如专利《201120228933.8变压器有载分接开关智能在线监测装置》。但上述的各个变量的监测都是变压器体外监测，采用非介入性量测技术，针对有载分接开关电气方面的故障比较难判断。